JP2007275827A

JP2007275827A - Control method for brushless dc motor of shredder and controller for brushless dc motor of shredder

Info

Publication number: JP2007275827A
Application number: JP2006107981A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Nagahama; 恒男長浜; Yoshiaki Yokoi; 良彰横井
Original assignee: Tsubaki Emerson Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method for a brushless DC motor of a shredder for realizing a shredder scarcely getting incapable of shredding paper even if loaded with a large amount of paper and capable of shredding paper at a high speed when loaded with a small amount of paper. <P>SOLUTION: The control method for a brushless DC motor of a shredder controls driving of a brushless DC motor used together with a reduction gear for raising the shredding force for driving a shredder for shredding paper. The method includes the steps of detecting the rotation speed of the brushless DC motor (S6), determining whether or not the detected rotation speed is a prescribed rotation speed or more (S8, S10) and advancing the phase of power supplied to the brushless DC motor by a prescribed phase when the detected rotation speed is not lower than the prescribed rotation speed (S14, S16). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、紙を細かく裁断する細断機（シュレッダ）の駆動に、減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法、及び細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a method for controlling a brushless DC motor of a shredder that performs drive control of a brushless DC motor used together with a speed reducer for driving a shredder that shreds paper finely, and a brushless of a shredder. The present invention relates to a DC motor control device.

細断機は、図１０に示すように、筐体６の上面に設けられた投入部７から、紙が挿し入れられると、紙検出器４が紙を検知して、カッター１が回転し始め、紙を細かく裁断する。カッター１は、多数の同形円板状の金属板が回転軸に同心に固定された２つの刃が、図１に示すように、互いに噛合って構成されている。２つの刃の各回転軸は、それぞれに固設された２つの歯車が噛合することにより連動回転する。
投入部７には斜面が設けられており、矢印Ａ，Ｃに示すように、紙は設けられた斜面に沿って挿し入れられる構造になっている。しかし、一時に多量に処理しようと、例えば矢印Ｂに示すように、斜面に沿わせることなく、多量の紙を一時に投入すると、細断不能となる。また、紙が折り畳んであったり、紙質が硬い場合にも、細断不能となることがある。 As shown in FIG. 10, in the shredding machine, when the paper is inserted from the insertion portion 7 provided on the upper surface of the housing 6, the paper detector 4 detects the paper and the cutter 1 starts to rotate. , Cut the paper finely. As shown in FIG. 1, the cutter 1 is configured such that two blades each having a number of identical disc-shaped metal plates fixed concentrically to a rotating shaft mesh with each other. The rotating shafts of the two blades rotate in conjunction with each other when two gears fixed to the blades mesh with each other.
The input portion 7 has a slope, and as shown by arrows A and C, the paper is structured to be inserted along the slope. However, if a large amount of paper is put in at a time, as shown by an arrow B, for example, in order to process a large amount at a time, it becomes impossible to shred. Further, even when the paper is folded or the paper quality is hard, shredding may be impossible.

このような場合に備えて、特許文献１には、回転速度が上昇するに応じて、出力トルクが略直線的に急激に低下する（回転速度が低下するに応じて、出力トルクが略直線的に急激に上昇する）出力トルク−回転速度特性を有し、低回転速度時の出力トルクを増大させた文書細断機のモータ制御回路が開示されている。また、回転速度に応じて、モータへの供給電圧を制御すること、及びモータ電流が所定値を超えると、所定時間後にモータを停止又は逆転させることが開示されている。
特開２００２−２１０３８１号公報特開２００３−３４８８９９号公報特開平１０−１５２７８号公報見城尚志、永守重信「新・ブラシレスモータ」２８７〜２８８頁、総合電子出版社、２０００年６月１日第１版 In preparation for such a case, Patent Document 1 discloses that the output torque rapidly decreases substantially linearly as the rotational speed increases (the output torque decreases substantially linearly as the rotational speed decreases). A motor control circuit for a document shredding machine having an output torque-rotational speed characteristic and increasing the output torque at a low rotational speed is disclosed. Further, it is disclosed that the supply voltage to the motor is controlled according to the rotation speed, and that the motor is stopped or reversed after a predetermined time when the motor current exceeds a predetermined value.
JP 2002210381 A JP 2003-348899 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-15278 Naoshi Mijo, Shigenobu Nagamori “New Brushless Motor” pp. 287-288, General Electronic Publishing Company, June 1, 2000, 1st edition

従来の細断機では、特許文献１に開示されているように、細断不能に陥ると、カッターを自動停止した後、所定時間、自動逆転して細断できなかった紙を排出し、その後、ボタンが操作されると再始動するが、排出した紙が散乱するので、ユーザはそれを掃除しなければならず、余分な作業が必要であった。
また、細断不能状態では、モータが拘束され、停止される迄、大きな電流が流れるので、大きな電力が浪費され、また、細断できなかった紙を排出する逆回転運転でも、余分な電力が消費される。 In the conventional shredding machine, as disclosed in Patent Document 1, when the shredding becomes impossible, the cutter is automatically stopped and then automatically reversed for a predetermined time to discharge the paper that could not be shredded. When the button is operated, the operation restarts. However, since the discharged paper is scattered, the user has to clean it, and extra work is required.
In a state where shredding is impossible, a large current flows until the motor is restrained and stopped, so that a large amount of power is wasted. In reverse rotation operation for discharging paper that could not be shredded, excess power is consumed. Is consumed.

そこで、時間当たりの細断能力を向上させる為に、細断機のユーザからは、より多量の紙が投入されても、細断不能に陥らず、細断自動停止、紙排出の為の自動逆転運転、及びユーザの再始動操作が不要であると共に、少量の紙が投入されたときは、高速に細断することができる細断機が求められていた。
尚、通常、細断機のカッターには減速機付モータが取付けられており、減速機の減速比を大きくすると、減速機付モータの出力トルクが大きくなり、より多くの紙を細断できるが、少量の紙を細断するときには、処理速度が遅く感じられるという問題がある。 Therefore, in order to improve the shredding ability per hour, even if a larger amount of paper is input from the shredding machine user, shredding is not impossible, automatic shredding and automatic paper ejection. There has been a need for a shredding machine that does not require reverse rotation operation and user restart operation and that can shred at high speed when a small amount of paper is loaded.
Normally, the cutter of the shredder is equipped with a motor with a speed reducer. If the reduction ratio of the speed reducer is increased, the output torque of the motor with the speed reducer increases and more paper can be shredded. When shredding a small amount of paper, there is a problem that the processing speed is felt slow.

また、減速機の減速比を大きくせずに、モータの容量を大きくすると、細断不能に陥り難くなるが、外形が大きくなって部品コストが増大すると共に、消費電力が大きくなり、供給電源のブレーカがトリップする等の問題が生じる。
非特許文献１には、ブラシレスＤＣモータのモータ電流の通電位相を進めて（進角をつけて）、出力トルク−回転速度特性における出力トルク／回転速度の傾きを緩く（回転速度の上昇に対する出力トルクの低下を小さく）することが開示されている。 In addition, if the motor capacity is increased without increasing the reduction ratio of the reducer, it becomes difficult to shred, but the outer shape becomes larger, the parts cost increases, the power consumption increases, and the power supply Problems such as tripping of the breaker occur.
Non-Patent Document 1 discloses that the energization phase of the motor current of the brushless DC motor is advanced (advanced), and the output torque / rotational speed characteristics in the output torque / rotational speed characteristics are moderated (output with respect to an increase in rotational speed). It is disclosed that the decrease in torque is reduced.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１，２発明では、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法を提供することを目的とする。
第３乃至５発明では、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above. In the first and second inventions, even when a large amount of paper is inserted, it is difficult to be shredded. An object of the present invention is to provide a control method for a brushless DC motor of a shredder capable of realizing a shredder capable of shredding at high speed.
In the third to fifth inventions, it is difficult to shred even when a large amount of paper is loaded, and it is possible to realize a shredding machine that can shred at high speed when a small amount of paper is loaded. It aims at providing the control apparatus of the brushless DC motor of a shredder.

図９は、従来の減速機付ブラシレスＤＣモータのＴ−Ｎ特性（出力トルク−回転速度特性）を示す特性図であり、モータ供給電圧Ｖ１〜Ｖ５（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５）をパラメータとして示している。
図８（ａ）は、従来より大きい減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータのＴ−Ｎ特性を示す特性図であり、このＴ−Ｎ特性では、図９に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが大きくなっている。これにより、回転速度が０付近の出力トルク（最大出力トルク）は大きくなっているが、出力トルクが０付近の回転速度（最高回転速度）は低くなっている（ここでは、図９と比較してｎｃ分低い）。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing the TN characteristic (output torque-rotational speed characteristic) of a conventional brushless DC motor with a reduction gear. Motor supply voltages V1 to V5 (V1>V2>V3>V4> V5) are shown. It is shown as a parameter.
FIG. 8A is a characteristic diagram showing the TN characteristic of a brushless DC motor with a reduction gear having a larger reduction ratio than the conventional one. This TN characteristic is compared with the TN characteristic shown in FIG. Thus, the inclination of T / N is large. As a result, the output torque near the zero rotational speed (maximum output torque) increases, but the rotational speed near the zero output torque (maximum rotational speed) decreases (here, compared with FIG. 9). Nc minutes lower).

図８（ｂ）は、図８（ａ）と同じ減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータに進角を付けた（通電位相を進めた）ときのＴ−Ｎ特性を示す特性図であり、このＴ−Ｎ特性では、図９に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが小さくなっている。これにより、回転速度が０付近の出力トルク（最大出力トルク）は小さくなっているが、出力トルクが０付近の回転速度（最高回転速度）は高くなっている。 FIG. 8B is a characteristic diagram showing a TN characteristic when an advance angle is added to the brushless DC motor with a reduction gear having the same reduction ratio as that in FIG. In this TN characteristic, the slope of T / N is smaller than the TN characteristic shown in FIG. As a result, the output torque (maximum output torque) when the rotation speed is near 0 is small, but the rotation speed (maximum rotation speed) when the output torque is near 0 is high.

図８（ｃ）は、本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法を示しており、図８（ａ）と同じ減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータで、回転速度が所定値以上の場合に、図８（ｂ）と同様に進角を付けた（通電位相を進めた）ときのＴ−Ｎ特性を示す特性図である。モータ供給電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５が高い程、回転速度の各所定値ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４，ｎ５は高く設定されている。 FIG.8 (c) has shown the control method of the brushless DC motor of the shredder based on this invention, and is a brushless DC motor with a reduction gear which has the same reduction ratio as Fig.8 (a), and rotational speed is a predetermined value. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a TN characteristic when an advance angle is added (an energization phase is advanced) as in FIG. 8B in the above case. As the motor supply voltages V1, V2, V3, V4, and V5 are higher, the predetermined rotational speed values n1, n2, n3, n4, and n5 are set higher.

このＴ−Ｎ特性では、回転速度が所定値未満のときは、図９に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが大きくなり、回転速度が０付近の出力トルク（最大出力トルク）は大きくなっているので、細断機に多量の紙が投入されたときに細断不能になり難い。また、回転速度が所定値以上のときは、図９に示すＴ−Ｎ特性に比較して、Ｔ／Ｎの傾きが小さくなり、出力トルクが０付近の回転速度（最高回転速度）は高くなっている。これにより、従来より大きい減速比を有する減速機付ブラシレスＤＣモータを使用しているにも拘わらず、細断機に少量の紙が投入されたときの細断速度を上昇させることができる。 In this TN characteristic, when the rotational speed is less than a predetermined value, the gradient of T / N is larger than that of the TN characteristic shown in FIG. (Torque) is large, and it is difficult to be shredded when a large amount of paper is put into the shredder. Further, when the rotation speed is equal to or higher than a predetermined value, the T / N gradient becomes smaller and the rotation speed near the output torque (maximum rotation speed) becomes higher than the TN characteristic shown in FIG. ing. Thereby, although the brushless DC motor with a reduction gear having a reduction ratio larger than the conventional one is used, the shredding speed when a small amount of paper is put into the shredding machine can be increased.

第１発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法は、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法において、ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出し、検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定し、所定速度以上であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分、進めることを特徴とする。 The brushless DC motor control method of the shredding machine according to the first aspect of the present invention includes the drive control of the brushless DC motor used together with the speed reducer for increasing the shredding force for driving the shredding machine for shredding paper. In the control method of the brushless DC motor of the shredding machine to be performed, when the rotational speed of the brushless DC motor is detected, it is determined whether or not the detected rotational speed is equal to or higher than a predetermined speed. The energization phase of the brushless DC motor is advanced by a predetermined phase.

第２発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法は、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法において、ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出し、検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定し、所定速度以上であると判定したときは、前記回転速度に応じてブラシレスＤＣモータの通電位相を進めることを特徴とする。 The brushless DC motor control method of the shredding machine according to the second aspect of the present invention is the drive control of the brushless DC motor used with the speed reducer for increasing the shredding force to drive the shredding machine for shredding paper. In the control method of the brushless DC motor of the shredding machine to be performed, when the rotational speed of the brushless DC motor is detected, it is determined whether or not the detected rotational speed is equal to or higher than a predetermined speed. The energization phase of the brushless DC motor is advanced according to the rotational speed.

第３発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置は、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置において、ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段が検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定する手段と、該手段が所定速度以上であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分、進める手段とを備えることを特徴とする。 The brushless DC motor control device of the shredding machine according to the third aspect of the invention controls the drive control of the brushless DC motor used together with the speed reducer for increasing the shredding force to drive the shredding machine for shredding paper. In a brushless DC motor control apparatus for a shredder, a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the brushless DC motor, and whether or not the rotational speed detected by the rotational speed detecting means is equal to or higher than a predetermined speed is determined. And a means for advancing the energization phase of the brushless DC motor by a predetermined phase when it is determined that the speed is equal to or higher than the predetermined speed.

第１発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法、及び第３発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置では、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう。回転速度検出手段が、ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出し、判定する手段が、回転速度検出手段が検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定し、所定速度以上であると判定したときは、進める手段が、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分進める。 In the control method of the brushless DC motor of the shredding machine according to the first invention and the control device of the brushless DC motor of the shredding machine according to the third invention, the shredding force is applied to the driving of the shredding machine that shreds the paper. The drive control of the brushless DC motor used with the reduction gear for increasing is performed. The rotation speed detection means detects the rotation speed of the brushless DC motor, and the determination means determines whether or not the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or higher than a predetermined speed, and determines that it is equal to or higher than the predetermined speed. When it does, the means to advance advances the energization phase of the brushless DC motor by a predetermined phase.

第４発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置は、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置において、ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段が検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定する手段と、該手段が所定速度以上であると判定したときは、前記回転速度に応じてブラシレスＤＣモータの通電位相を進める手段とを備えることを特徴とする。 The brushless DC motor control device of the shredding machine according to the fourth aspect of the invention controls the drive control of the brushless DC motor used together with the speed reducer for increasing the shredding force to drive the shredding machine for shredding paper. In a brushless DC motor control apparatus for a shredder, a rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the brushless DC motor, and whether or not the rotational speed detected by the rotational speed detecting means is equal to or higher than a predetermined speed is determined. And means for advancing the energization phase of the brushless DC motor in accordance with the rotational speed when it is determined that the means is equal to or higher than a predetermined speed.

第２発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法、及び第４発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置では、紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう。回転速度検出手段が、ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出し、判定する手段が、回転速度検出手段が検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定し、所定速度以上であると判定したときは、検出した回転速度に応じて、進める手段がブラシレスＤＣモータの通電位相を進める。 In the control method of the brushless DC motor of the shredding machine according to the second invention and the brushless DC motor control device of the shredding machine according to the fourth invention, the shredding force is applied to the driving of the shredding machine for shredding the paper. The drive control of the brushless DC motor used with the reduction gear for increasing is performed. The rotation speed detection means detects the rotation speed of the brushless DC motor, and the determination means determines whether or not the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or higher than a predetermined speed, and determines that it is equal to or higher than the predetermined speed. When it does, the means to advance advances the energization phase of a brushless DC motor according to the detected rotational speed.

第５発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置は、前記回転速度検出手段は、ブラシレスＤＣモータのロータ位置検出器からの周期的信号を与えられ、与えられた周期的信号の周波数に応じた電圧信号を回転速度信号として出力する周波数／電圧変換器であることを特徴とする。 In the brushless DC motor control apparatus for a shredder according to the fifth aspect of the present invention, the rotational speed detecting means is given a periodic signal from the rotor position detector of the brushless DC motor, and the frequency of the given periodic signal is set. It is a frequency / voltage converter that outputs a corresponding voltage signal as a rotation speed signal.

第１，２発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法によれば、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法を実現することができる。 According to the control method of the brushless DC motor of the shredding machine according to the first and second inventions, it is difficult to shred even when a large amount of paper is put in. When a small amount of paper is put in, it is shredded at high speed. It is possible to realize a brushless DC motor control method for a shredder that can realize a shredder that can be cut.

第３乃至５発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置によれば、多量の紙が投入されても、細断不能になり難く、少量の紙が投入されたときは、高速で細断することができる細断機の実現を可能とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置を実現することができる。 According to the brushless DC motor control device of the shredding machine according to the third to fifth inventions, it is difficult to shred even when a large amount of paper is put in. When a small amount of paper is put in, it is shredded at high speed. It is possible to realize a brushless DC motor control device of a shredder that can realize a shredder that can be cut.

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置の実施の形態１が適用される細断機の構成例を模式的に示すブロック図である。
この細断機は、紙の細断屑を受け貯留しておく図示しない容器を収納する筐体６の上部に、紙を細断するカッター１が設けられている。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration example of a shredding machine to which Embodiment 1 of the brushless DC motor control method and control device of the shredding machine according to the present invention is applied.
In this shredding machine, a cutter 1 for shredding paper is provided on an upper portion of a housing 6 for receiving a container (not shown) for receiving and storing shredded paper scraps.

カッター１は、多数の同形円板状の金属板が回転軸に同心に固定された２つの刃が、互いに噛合って構成され、一方の刃の回転軸は、減速機２ａを介してブラシレスＤＣモータ２ｂにより回転駆動される。他方の刃の回転軸は、筐体６側の固定部に回動自在に支持され、両方の刃の各回転軸は、それぞれに固設された２つの歯車が噛合することにより連動回転する。
ブラシレスＤＣモータ２ｂは、商用電源５に接続された制御装置３により駆動制御される。 The cutter 1 is composed of two blades each having a concentric disk-shaped metal plate fixed concentrically to a rotation shaft, and the rotation shaft of one blade is brushless DC via a speed reducer 2a. It is rotationally driven by the motor 2b. The rotation axis of the other blade is rotatably supported by a fixed portion on the housing 6 side, and the rotation shafts of both blades rotate in conjunction with each other when two gears fixed to each other mesh with each other.
The brushless DC motor 2 b is driven and controlled by the control device 3 connected to the commercial power source 5.

図２は、図１に示す制御装置３の構成例を示すブロック図である。
この制御装置３は、商用電源５からプラグ端子Ｌ１，Ｌ２を通じて電力が供給される動力用直流電源回路３０１が、供給された電力を整流平滑して、動力用直流電力としてＩＰＭ（Intelligent Power Module）３０５及び制御電源回路３０２に供給する。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the control device 3 shown in FIG.
In this control device 3, a power DC power supply circuit 301 to which power is supplied from a commercial power supply 5 through plug terminals L 1 and L 2 rectifies and smoothes the supplied power, and uses IPM (Intelligent Power Module) as power DC power. 305 and the control power supply circuit 302 are supplied.

制御電源回路３０２は、供給された比較的高電圧の動力用直流電力を、制御回路用の低電圧に変換し、マイクロコンピュータ３０３、通電信号出力回路（ブラシレスＤＣモータコントローラ）３０４、ＩＰＭ３０５及びＦ／Ｖ（周波数／電圧）変換器３０６等の制御回路に供給する。
ＩＰＭ３０５は、ブラシレスＤＣモータ２ｂの駆動回路であり、６個のスイッチング素子を備える三相ブリッジ回路である。各スイッチング素子は、通電信号出力回路３０４からの通電信号に従って、モータ電流の通流、遮断を行う。 The control power supply circuit 302 converts the supplied relatively high voltage power DC power into a low voltage for the control circuit, and the microcomputer 303, the energization signal output circuit (brushless DC motor controller) 304, the IPM 305, and the F / A control circuit such as a V (frequency / voltage) converter 306 is supplied.
The IPM 305 is a driving circuit for the brushless DC motor 2b and is a three-phase bridge circuit including six switching elements. Each switching element conducts and shuts off the motor current in accordance with the energization signal from the energization signal output circuit 304.

通電信号出力回路３０４は、ブラシレスＤＣモータコントローラであり、ブラシレスＤＣモータ２ｂのロータ位置検出器であるホールセンサ２ｃからのロータ位置信号を与えられ、与えられたロータ位置信号に基づき、ＩＰＭ３０５の各スイッチング素子を開閉する為の各通電信号を出力する。ＩＰＭ３０５は、各通電信号の通電時間を制御されることにより、ブラシレスＤＣモータ２ｂに印加する電圧を制御する。
通電信号出力回路３０４は、また、マイクロコンピュータ３０３（以下、マイコン３０３と記す）から与えられる進角制御信号Ｖａに従って、モータ電流の通電位相が進むように、各通電信号の位相を制御する。 The energization signal output circuit 304 is a brushless DC motor controller, which receives a rotor position signal from a hall sensor 2c, which is a rotor position detector of the brushless DC motor 2b, and switches each of the IPM 305 based on the given rotor position signal. Each energization signal for opening and closing the element is output. The IPM 305 controls the voltage applied to the brushless DC motor 2b by controlling the energization time of each energization signal.
The energization signal output circuit 304 also controls the phase of each energization signal so that the energization phase of the motor current advances in accordance with the advance angle control signal Va given from the microcomputer 303 (hereinafter referred to as the microcomputer 303).

Ｆ／Ｖ変換器３０６は、ブラシレスＤＣモータ２ｂのロータ位置検出器であるホールセンサ２ｃからの、ロータの回転速度に比例した周波数を有するパルス信号（ロータ位置信号）を与えられ、直流電圧である回転速度信号Ｖｓに変換して，マイコン３０３に与える。
Ｆ／Ｖ変換器３０６のＶｓ−Ｎ特性（回転速度信号−回転速度特性）は、図５（ｄ）に示すように、回転速度が０⇔ＮＬ２⇔Ｎ２⇔ＮＬ１⇔ＮＬ０⇔Ｎ４と変化するのに応じて、回転速度信号が、０⇔ＶｓＬ２⇔Ｖｓ２⇔ＶｓＬ１⇔ＶｓＬ０⇔Ｖｓ４のように、回転速度に比例して変化するようになっている。尚、ロータの回転速度と減速機付ブラシレスＤＣモータ２ｂの減速された回転速度とは、当然異なっているが、減速比が一定であり、１対１で対応するので、等価として扱うことができる。 The F / V converter 306 is supplied with a pulse signal (rotor position signal) having a frequency proportional to the rotational speed of the rotor from the hall sensor 2c which is a rotor position detector of the brushless DC motor 2b, and is a DC voltage. It is converted into a rotation speed signal Vs and given to the microcomputer 303.
As shown in FIG. 5D, the Vs-N characteristic (rotational speed signal-rotational speed characteristic) of the F / V converter 306 is such that the rotational speed changes as 0⇔NL2⇔N2⇔NL1⇔NL0⇔N4. Accordingly, the rotation speed signal changes in proportion to the rotation speed as 0⇔VsL2⇔Vs2⇔VsL1⇔VsL0⇔Vs4. The rotational speed of the rotor and the reduced rotational speed of the brushless DC motor 2b with a speed reducer are naturally different, but the reduction ratio is constant and corresponds one-to-one, and therefore can be treated as equivalent. .

紙検出器４は、筐体６の上面に設けられた投入部７付近に設けられ（図１０参照）、投入された紙を検知すると、接点ＦＸを閉じて、マイコン３０３に与えるＲＵＮ信号をＬｏｗレベルに変化させる。尚、図２では、ＲＵＮ信号は、接点ＦＸの接点信号であるが、オープンコレクタの無接点信号としても良い。
マイコン３０３は、紙検出器４から与えられたＲＵＮ信号が、始動信号であるＬｏｗレベルになると、Ｆ／Ｖ変換器３０６からの回転速度信号Ｖｓを読込む。次いで、読込んだ回転速度信号Ｖｓに応じて、予め格納されているプログラムに従って、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ及び進角制御信号Ｖａを定め、通電信号出力回路３０４に与える。 The paper detector 4 is provided in the vicinity of the loading unit 7 provided on the upper surface of the housing 6 (see FIG. 10). When the loaded paper is detected, the contact FX is closed and a RUN signal to be given to the microcomputer 303 is low. Change to level. In FIG. 2, the RUN signal is a contact signal of the contact FX, but may be a non-contact signal of an open collector.
The microcomputer 303 reads the rotational speed signal Vs from the F / V converter 306 when the RUN signal given from the paper detector 4 becomes a low level as a start signal. Next, the motor supply voltage control signal Ve and the advance angle control signal Va are determined according to the program stored in advance according to the read rotation speed signal Vs, and are supplied to the energization signal output circuit 304.

以下に、このような構成の細断機の制御装置３の動作を、それを示す図３のフローチャート、図４のタイミングチャート及び図５の特性図を参照しながら説明する。
細断機の投入部７に紙が投入され、紙検出器４が、紙を検知し（図１０参照）、接点ＦＸを閉じて、ＲＵＮ信号をＬｏｗレベルに変化させると（図４（ａ））、マイコン３０３は、運転状態を示す運転信号をオンにする（図４（ｂ））。 The operation of the control device 3 of the shredding machine having such a configuration will be described below with reference to the flowchart of FIG. 3, the timing chart of FIG. 4, and the characteristic diagram of FIG.
When paper is loaded into the loading unit 7 of the shredder, the paper detector 4 detects the paper (see FIG. 10), closes the contact FX, and changes the RUN signal to the low level (FIG. 4 (a)). ), The microcomputer 303 turns on the operation signal indicating the operation state (FIG. 4B).

紙検出器４が、投入された紙を検知しなくなり、接点ＦＸを開いて、ＲＵＮ信号をＨｉｇｈレベルに変化させると（図４（ａ））、マイコン３０３は、所定時間経過した後、運転信号をオフにする（図４（ｂ）。所定時間経過した後、運転信号をオフにするのは、紙検出器４が紙を検知しなくなっても、まだ細断が終了していない可能性があるので、確実に細断を終了させる為である。
尚、運転信号は、マイコン３０３に搭載されたソフトウェア内で作成されるが、マイコン３０３の外部でハードウェア（電子回路）により作成しても良い。 When the paper detector 4 does not detect the inserted paper, opens the contact FX and changes the RUN signal to the high level (FIG. 4A), the microcomputer 303 causes the operation signal after a predetermined time has elapsed. (FIG. 4B) The operation signal is turned off after a predetermined time has elapsed, even if the paper detector 4 does not detect the paper, the shredding may not be completed yet. This is because the shredding is surely terminated.
The operation signal is created in software installed in the microcomputer 303, but may be created by hardware (electronic circuit) outside the microcomputer 303.

マイコン３０３は、運転信号がオンになると（図３Ｓ２）、ＨｉｇｈレベルＶｅｈのモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始し（Ｓ４、図５（ｂ）（ｃ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを始動させる（図５（ｄ））。
通電信号出力回路３０４は、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ（＝Ｖｅｈ）及び進角制御信号Ｖａ（＝０）を与えられている間、こと更に進角制御を行うことなく、ＩＰＭ３０５の各スイッチング素子をオン／オフさせる通電信号を出力して、ブラシレスＤＣモータ２ｂを駆動する。ブラシレスＤＣモータ２ｂは、始動した後は、カッター１が紙を細断する際の負荷に応じて、例えば図５（ａ）に示すような減速機２ａにおける出力トルク（負荷）−回転速度特性に従うように、回転速度が変化する。 When the operation signal is turned on (S2 in FIG. 3), the microcomputer 303 starts outputting the motor supply voltage control signal Ve at the high level Veh and the advance angle control signal Va at the low level 0 to the energization signal output circuit 304 (S4). 5 (b) (c)), the brushless DC motor 2b is started (FIG. 5 (d)).
While being supplied with the motor supply voltage control signal Ve (= Veh) and the advance angle control signal Va (= 0), the energization signal output circuit 304 controls each switching element of the IPM 305 without further advance angle control. An energization signal for turning on / off is output to drive the brushless DC motor 2b. After starting, the brushless DC motor 2b follows an output torque (load) -rotational speed characteristic in the speed reducer 2a as shown in FIG. 5A, for example, according to the load when the cutter 1 shreds the paper. As shown, the rotational speed changes.

次に、マイコン３０３は、Ｆ／Ｖ変換器３０６からの回転速度信号Ｖｓを読込み（Ｓ６）、回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満であるか否かを判定する（Ｓ８）。回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満であれば、モータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈとし（Ｓ２２）、進角制御信号ＶａをＬｏｗレベル０として（Ｓ２４）、通電信号出力回路３０４へ出力する（Ｓ１６）。次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ１８）。 Next, the microcomputer 303 reads the rotation speed signal Vs from the F / V converter 306 (S6), and determines whether the value of the rotation speed signal Vs is 0 or more and less than Vs2 (S8). If the value of the rotation speed signal Vs is 0 or more and less than Vs2, the motor supply voltage control signal Ve is set to the high level Veh (S22), the advance angle control signal Va is set to the low level 0 (S24), and the energization signal output circuit 304 is output. (S16). Next, it is determined whether or not the operation signal is on (S18).

ここで、始動時に運転信号がオンになり（Ｓ２）、紙の量が少なければ、ブラシレスＤＣモータ２ｂは、回転速度Ｎが上昇してＮ２以上となり、図５（ａ）に示すＴ−Ｎ特性上の例えば点ＡＬ１（ＮＬ１，ＴＬ１）が示す特性を取る。その後、多量の紙が投入されて負荷が増加すれば、回転速度Ｎが低下してＮ２未満となり、例えば点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示す特性を取ることになる。
このように、回転速度Ｎが、一旦、Ｎ２以上になった後にＮ２未満に低下してくると、再度、モータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈにし（Ｓ２２、図５（ｂ））、進角制御信号ＶａをＬｏｗレベル０にする（Ｓ２４、図５（ｃ））必要がある。 Here, when the operation signal is turned on at the time of start (S2) and the amount of paper is small, the brushless DC motor 2b has a rotational speed N that increases to N2 or more, and a TN characteristic shown in FIG. 5 (a). For example, the characteristic indicated by the point AL1 (NL1, TL1) above is taken. After that, if a large amount of paper is loaded and the load increases, the rotational speed N decreases and becomes less than N2, and for example, the characteristic indicated by the point AL2 (NL2, TL2) is obtained.
As described above, once the rotational speed N becomes N2 or more and then decreases to less than N2, the motor supply voltage control signal Ve is set to the high level Veh again (S22, FIG. 5 (b)), and the advance. It is necessary to set the angle control signal Va to low level 0 (S24, FIG. 5C).

マイコン３０３は、回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満でなければ（Ｓ８）、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ４以下であるか否かを判定する（Ｓ１０）。回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ４以下であれば、Ｖｅ＝Ｖｅｈ（Ｓ１２）、Ｖａ＝Ｖａｈ（Ｓ１４）とする。つまり、モータ供給電圧制御信号Ｖｅは変化させず、進角制御信号Ｖａは、通電位相を所定位相分進める為の値Ｖａｈにして出力し始め（Ｓ１６、図５（ｃ））、次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ１８）。
通電信号出力回路３０４は、進角制御信号Ｖａ（＝Ｖａｈ）を与えられている間、ブラシレスＤＣモータ２ｂへの通電位相を所定位相分進めておく。 If the value of the rotation speed signal Vs is not greater than 0 and less than Vs2 (S8), the microcomputer 303 determines whether the value of the rotation speed signal Vs is greater than or equal to Vs2 and less than or equal to Vs4 (S10). If the value of the rotational speed signal Vs is Vs2 or more and Vs4 or less, Ve = Veh (S12) and Va = Vah (S14). That is, the motor supply voltage control signal Ve is not changed, and the advance angle control signal Va starts to be output as a value Vah for advancing the energization phase by a predetermined phase (S16, FIG. 5C), and then the operation signal It is determined whether or not is on (S18).
The energization signal output circuit 304 advances the energization phase to the brushless DC motor 2b by a predetermined phase while receiving the advance angle control signal Va (= Vah).

マイコン３０３は、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ４以下でなければ（Ｓ１０）、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ（＝Ｖｅｈ）及び進角制御信号Ｖａ（＝０）を変化させずにそのまま出力し続け（Ｓ１６）、次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ１８）。尚、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ４以下でないとき（Ｓ１０）は、エラーの虞があり、この判定が複数回連続したときは、エラー表示、運転停止等の処理を行うようにしても良い。 The microcomputer 303 outputs the motor supply voltage control signal Ve (= Veh) and the advance angle control signal Va (= 0) without changing if the value of the rotation speed signal Vs is not Vs2 or more and Vs4 or less (S10). It continues (S16), and then it is determined whether or not the operation signal is on (S18). If the value of the rotation speed signal Vs is not equal to or greater than Vs2 and not equal to or less than Vs4 (S10), there is a risk of an error. If this determination is repeated a plurality of times, processing such as error display and operation stop is performed. Also good.

マイコン３０３は、運転信号がオンであれば（Ｓ１８）、Ｆ／Ｖ変換器３０６からの回転速度信号Ｖｓを読込み（Ｓ６）、回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満であるか否かを判定する（Ｓ８）。
マイコン３０３は、運転信号がオンでなければ（Ｓ１８、図４（ｂ））、Ｌｏｗレベル０のモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始し（Ｓ２０、図５（ｂ）（ｃ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを停止させる（図５（ｄ））。次いで、運転信号がオンになる迄待機する（Ｓ２）。 If the operation signal is on (S18), the microcomputer 303 reads the rotational speed signal Vs from the F / V converter 306 (S6), and determines whether the rotational speed signal Vs is 0 or more and less than Vs2. Is determined (S8).
If the operation signal is not ON (S18, FIG. 4B), the microcomputer 303 sends the low-level 0 motor supply voltage control signal Ve and the low-level 0 advance angle control signal Va to the energization signal output circuit 304. Output is started (S20, FIGS. 5B and 5C), and the brushless DC motor 2b is stopped (FIG. 5D). Next, it waits until the operation signal is turned on (S2).

以上のようなマイコン３０３の動作により、回転速度信号Ｖｓが０≦Ｖｓ＜Ｖｓ２であるときは、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度Ｎが０≦Ｎ＜Ｎ２であり、図５（ａ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ０（０，Ｔ０）〜Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）間の直線上の点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示すＴ−Ｎ特性を取る。
ここで、減速機２ａの減速比は、従来の細断機より大きくしているので、点Ａ０〜Ａ２間の直線の傾きは、従来のＴ−Ｎ特性より大きくなっており、回転速度Ｎが０付近の最大出力トルクは従来より大きく、多量の紙が投入されても、細断不能になり難い。 When the rotational speed signal Vs is 0 ≦ Vs <Vs2 by the operation of the microcomputer 303 as described above, the rotational speed N of the brushless DC motor 2b (reduction gear 2a) is 0 ≦ N <N2, and FIG. In the TN characteristic shown in (a), the TN characteristic indicated by the point AL2 (NL2, TL2) on the straight line between the points A0 (0, T0) to A2 (N2, T2) is taken.
Here, since the reduction ratio of the speed reducer 2a is larger than that of the conventional shredder, the slope of the straight line between the points A0 to A2 is larger than the conventional TN characteristic, and the rotational speed N is The maximum output torque in the vicinity of 0 is larger than before, and even if a large amount of paper is inserted, it is difficult to be shredded.

回転速度信号ＶｓがＶｓ２≦Ｖｓ≦Ｖｓ４であるときは、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度ＮがＮ２≦Ｎ≦Ｎ４であり、図５（ａ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）〜Ａ４（Ｎ４，Ｔ４）間の直線上の点ＡＬ１（ＮＬ１，ＴＬ１）が示すＴ−Ｎ特性を取る。尚、点ＡＬ０（ＮＬ０，ＴＬ０））は、カッター１を駆動する為のみの最小出力トルク（ＴＬ０）を示す。
ここで、回転速度信号ＶｓがＶｓ２≦Ｖｓ≦Ｖｓ４であるときは、通電位相が所定位相進められるので、点Ａ２〜Ａ４間の直線の傾きは、点Ａ０〜Ａ２間の傾きに比べて小さくなっている。その為、少量の紙が投入され、出力トルクが小さいときでも、充分な高回転速度を得ることができ、ユーザは、細断速度が遅いと感じることはない。 When the rotation speed signal Vs is Vs2 ≦ Vs ≦ Vs4, the brushless DC motor 2b (reduction gear 2a) has a rotation speed N of N2 ≦ N ≦ N4, and the TN characteristic shown in FIG. The TN characteristic indicated by the point AL1 (NL1, TL1) on the straight line between the points A2 (N2, T2) to A4 (N4, T4) is obtained. The point AL0 (NL0, TL0)) indicates the minimum output torque (TL0) only for driving the cutter 1.
Here, when the rotation speed signal Vs is Vs2 ≦ Vs ≦ Vs4, the energization phase is advanced by a predetermined phase, so that the slope of the straight line between the points A2 to A4 is smaller than the slope between the points A0 to A2. ing. Therefore, even when a small amount of paper is loaded and the output torque is small, a sufficiently high rotation speed can be obtained, and the user does not feel that the shredding speed is slow.

（実施の形態２）
図６は、本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置の実施の形態２が適用される細断機の制御装置の動作を示すフローチャートである。尚、本実施の形態２が適用される細断機の構成は、実施の形態１が適用される細断機の構成（図１，２）と同様であるので、説明を省略する。 (Embodiment 2)
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control device for the shredder to which the second embodiment of the control method and control device for the brushless DC motor of the shredder according to the present invention is applied. In addition, since the structure of the shredder to which this Embodiment 2 is applied is the same as that of the shredder to which Embodiment 1 is applied (FIGS. 1 and 2), description thereof is omitted.

以下に、本実施の形態２が適用される細断機の制御装置３の動作を、それを示す図６のフローチャート、図４のタイミングチャート及び図７の特性図を参照しながら説明する。
細断機の投入部７に紙が投入され、紙検出器４が、紙を検知し（図１０参照）、接点ＦＸを閉じて、ＲＵＮ信号をＬｏｗレベルに変化させると（図４（ａ））、運転状態を示す運転信号をオンにする（図４（ｂ））。
紙検出器４が、投入された紙を検知しなくなり、接点ＦＸを開いて、ＲＵＮ信号をＨｉｇｈレベルに変化させると（図４（ａ））、マイコン３０３は、所定時間経過した後、運転信号をオフにする（図４（ｂ））。 The operation of the shredding machine control device 3 to which the second embodiment is applied will be described below with reference to the flowchart of FIG. 6, the timing chart of FIG. 4, and the characteristic diagram of FIG.
When paper is loaded into the loading unit 7 of the shredder, the paper detector 4 detects the paper (see FIG. 10), closes the contact FX, and changes the RUN signal to the low level (FIG. 4 (a)). ), The operation signal indicating the operation state is turned on (FIG. 4B).
When the paper detector 4 does not detect the inserted paper, opens the contact FX and changes the RUN signal to the high level (FIG. 4A), the microcomputer 303 causes the operation signal after a predetermined time has elapsed. Is turned off (FIG. 4B).

マイコン３０３は、運転信号がオンになると（図６Ｓ３０）、ＨｉｇｈレベルＶｅｈのモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始し（Ｓ３２、図７（ｂ）（ｃ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを始動させる（図７（ｄ））。
通電信号出力回路３０４は、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ（＝Ｖｅｈ）及び進角制御信号Ｖａ（＝０）を与えられている間、こと更に進角制御を行うことなく、ＩＰＭ３０５の各スイッチング素子をオン／オフさせる通電信号を出力して、ブラシレスＤＣモータ２ｂを駆動する。ブラシレスＤＣモータ２ｂは、始動した後は、カッター１が紙を細断する際の負荷に応じて、例えば図７（ａ）に示すような減速機２ａにおける出力トルク（負荷）−回転速度特性に従うように、回転速度が変化する。 When the operation signal is turned on (S30 in FIG. 6), the microcomputer 303 starts outputting the motor supply voltage control signal Ve at the high level Veh and the advance angle control signal Va at the low level 0 to the energization signal output circuit 304 (S32). 7 (b) (c)), the brushless DC motor 2b is started (FIG. 7 (d)).
While being supplied with the motor supply voltage control signal Ve (= Veh) and the advance angle control signal Va (= 0), the energization signal output circuit 304 controls each switching element of the IPM 305 without further advance angle control. An energization signal for turning on / off is output to drive the brushless DC motor 2b. After starting, the brushless DC motor 2b follows an output torque (load) -rotational speed characteristic in the speed reducer 2a as shown in FIG. 7A, for example, according to the load when the cutter 1 shreds the paper. As shown, the rotational speed changes.

次に、マイコン３０３は、Ｆ／Ｖ変換器３０６からの回転速度信号Ｖｓを読込み（Ｓ３４）、回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満であるか否かを判定する（Ｓ３６）。回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満であれば、モータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈとし（Ｓ５６）、進角制御信号ＶａをＬｏｗレベル０として（Ｓ５８）、通電信号出力回路３０４へ出力する（Ｓ５０）。次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ５２）。 Next, the microcomputer 303 reads the rotational speed signal Vs from the F / V converter 306 (S34), and determines whether the value of the rotational speed signal Vs is 0 or more and less than Vs2 (S36). If the value of the rotation speed signal Vs is 0 or more and less than Vs2, the motor supply voltage control signal Ve is set to the high level Veh (S56), the advance angle control signal Va is set to the low level 0 (S58), and the energization signal output circuit 304 is set. (S50). Next, it is determined whether or not the operation signal is on (S52).

ここで、始動時に運転信号がオンになり（Ｓ３０）、紙の量が少なければ、ブラシレスＤＣモータ２ｂは、回転速度Ｎが上昇してＮ２以上となり、図７（ａ）に示すＴ−Ｎ特性上の例えば点ＡＬ１（ＮＬ１，ＴＬ１）が示す特性を取る。その後、多量の紙が投入されて負荷が増加すれば、回転速度Ｎが低下してＮ２未満となり、例えば点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示す特性を取ることになる。
このように、回転速度Ｎが、一旦、Ｎ２以上になった後にＮ２未満に低下してくると、再度、モータ供給電圧制御信号ＶｅをＨｉｇｈレベルＶｅｈにし（Ｓ５６、図７（ｂ））、進角制御信号ＶａをＬｏｗレベル０にする（Ｓ５８、図７（ｃ））必要がある。 Here, when the operation signal is turned on at the start (S30) and the amount of paper is small, the brushless DC motor 2b has a rotational speed N that increases to N2 or more, and a TN characteristic shown in FIG. 7A. For example, the characteristic indicated by the point AL1 (NL1, TL1) above is taken. After that, if a large amount of paper is loaded and the load increases, the rotational speed N decreases and becomes less than N2, and for example, the characteristic indicated by the point AL2 (NL2, TL2) is obtained.
In this way, once the rotational speed N becomes equal to or higher than N2 and then decreases to less than N2, the motor supply voltage control signal Ve is set to the high level Veh again (S56, FIG. 7B), and the process proceeds. It is necessary to set the angle control signal Va to low level 0 (S58, FIG. 7C).

マイコン３０３は、回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満でなければ（Ｓ３６）、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ３以下であるか否かを判定する（Ｓ３８）。回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ３以下であれば、Ｖｅ＝Ｖｅｈ（Ｓ４２）、Ｖａ＝Ｇ（Ｖｓ）（Ｓ４４）とする。つまり、モータ供給電圧制御信号Ｖｅは変化させず、進角制御信号Ｖａは、通電位相を回転速度信号Ｖｓに応じた位相分進める為の値Ｇ（Ｖｓ）にして出力し始め（Ｓ５０、図７（ｃ））、次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ５２）。
通電信号出力回路３０４は、進角制御信号Ｖａ（＝Ｇ（Ｖｓ））を与えられ、ブラシレスＤＣモータ２ｂへの通電位相を、進角制御信号Ｖａに応じた位相分進める。 If the value of the rotation speed signal Vs is not greater than 0 and less than Vs2 (S36), the microcomputer 303 determines whether the value of the rotation speed signal Vs is greater than or equal to Vs2 and less than or equal to Vs3 (S38). If the value of the rotation speed signal Vs is Vs2 or more and Vs3 or less, Ve = Veh (S42) and Va = G (Vs) (S44). That is, the motor supply voltage control signal Ve is not changed, and the advance angle control signal Va starts to be output with the energization phase set to a value G (Vs) for advancing by the phase corresponding to the rotation speed signal Vs (S50, FIG. 7). (C)) Next, it is determined whether or not the operation signal is ON (S52).
The energization signal output circuit 304 is supplied with the advance angle control signal Va (= G (Vs)), and advances the energization phase to the brushless DC motor 2b by a phase corresponding to the advance angle control signal Va.

マイコン３０３は、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ２以上、Ｖｓ３以下でなければ（Ｓ３８）、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ３を超え、Ｖｓ４以下であるか否かを判定する（Ｓ４０）。回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ３超、Ｖｓ４以下であれば、Ｖｅ＝Ｖｅｈ（Ｓ４６）、Ｖａ＝Ｖａｈ（Ｓ４８）とする。つまり、モータ供給電圧制御信号Ｖｅは変化させず、進角制御信号Ｖａは、通電位相を所定位相分進める為の値Ｖａｈにして出力し始め（Ｓ５０、図７（ｃ））、次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ５２）。
通電信号出力回路３０４は、進角制御信号Ｖａ（＝Ｖａｈ））を与えられ、ブラシレスＤＣモータ２ｂへの通電位相を、所定位相分進めておく。 The microcomputer 303 determines whether the value of the rotation speed signal Vs exceeds Vs3 and is equal to or less than Vs4 if the value of the rotation speed signal Vs is not Vs2 or more and Vs3 or less (S38). If the value of the rotation speed signal Vs is greater than Vs3 and less than or equal to Vs4, Ve = Veh (S46) and Va = Vah (S48). That is, the motor supply voltage control signal Ve is not changed, and the advance angle control signal Va starts to be output with a value Vah for advancing the energization phase by a predetermined phase (S50, FIG. 7C), and then the operation signal It is determined whether or not is on (S52).
The energization signal output circuit 304 is provided with the advance angle control signal Va (= Vah)) and advances the energization phase to the brushless DC motor 2b by a predetermined phase.

マイコン３０３は、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ３超、Ｖｓ４以下でなければ（Ｓ４０）、モータ供給電圧制御信号Ｖｅ（＝Ｖｅｈ）及び進角制御信号Ｖａ（＝０）を変化させずにそのまま出力し続け（Ｓ５０）、次いで、運転信号がオンであるか否かを判定する（Ｓ５２）。尚、回転速度信号Ｖｓの値がＶｓ３超、Ｖｓ４以下でないとき（Ｓ４０）は、エラーの虞があり、この判定が複数回連続したときは、エラー表示、運転停止等の処理を行うようにしても良い。 The microcomputer 303 outputs the motor supply voltage control signal Ve (= Veh) and the advance angle control signal Va (= 0) without changing if the value of the rotation speed signal Vs is not greater than Vs3 and not less than Vs4 (S40). It continues (S50), and then it is determined whether or not the operation signal is on (S52). When the value of the rotation speed signal Vs is not greater than Vs3 and not less than Vs4 (S40), there is a risk of an error. If this determination is repeated a plurality of times, processing such as error display and operation stop should be performed. Also good.

マイコン３０３は、運転信号がオンであれば（Ｓ５２、図４（ｂ））、Ｆ／Ｖ変換器３０６からの回転速度信号Ｖｓを読込み（Ｓ３４）、回転速度信号Ｖｓの値が０以上、Ｖｓ２未満であるか否かを判定する（Ｓ３６）。
マイコン３０３は、運転信号がオンでなければ（Ｓ５２、図４（ｂ））、Ｌｏｗレベル０のモータ供給電圧制御信号Ｖｅ、及びＬｏｗレベル０の進角制御信号Ｖａの通電信号出力回路３０４への出力を開始し（Ｓ５４、図７（ｂ）（ｃ））、ブラシレスＤＣモータ２ｂを停止させる（図７（ｄ））。次いで、運転信号がオンになる迄待機する（Ｓ３０）。 If the operation signal is ON (S52, FIG. 4B), the microcomputer 303 reads the rotational speed signal Vs from the F / V converter 306 (S34), and the value of the rotational speed signal Vs is 0 or more, Vs2. It is determined whether it is less than (S36).
If the operation signal is not on (S52, FIG. 4B), the microcomputer 303 sends the low-level 0 motor supply voltage control signal Ve and the low-level 0 advance angle control signal Va to the energization signal output circuit 304. Output is started (S54, FIGS. 7B and 7C), and the brushless DC motor 2b is stopped (FIG. 7D). Next, it waits until the operation signal is turned on (S30).

以上のようなマイコン３０３の動作により、回転速度信号Ｖｓが０≦Ｖｓ＜Ｖｓ２であるときは、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度Ｎが０≦Ｎ＜Ｎ２であり、図７（ａ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ０（０，Ｔ０）〜Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）間の直線上の点ＡＬ２（ＮＬ２，ＴＬ２）が示すＴ−Ｎ特性を取る。
ここで、減速機２ａの減速比は、従来の細断機より大きくしているので、点Ａ０〜Ａ２間の直線の傾きは、従来のＴ−Ｎ特性より大きくなっており、回転速度Ｎが０付近の最大出力トルクは従来より大きく、多量の紙が投入されても、細断不能になり難い。 When the rotational speed signal Vs is 0 ≦ Vs <Vs2 by the operation of the microcomputer 303 as described above, the rotational speed N of the brushless DC motor 2b (reduction gear 2a) is 0 ≦ N <N2, and FIG. In the TN characteristic shown in (a), the TN characteristic indicated by the point AL2 (NL2, TL2) on the straight line between the points A0 (0, T0) to A2 (N2, T2) is taken.
Here, since the reduction ratio of the speed reducer 2a is larger than that of the conventional shredder, the slope of the straight line between the points A0 to A2 is larger than the conventional TN characteristic, and the rotational speed N is The maximum output torque in the vicinity of 0 is larger than before, and even if a large amount of paper is inserted, it is difficult to be shredded.

回転速度信号ＶｓがＶｓ２≦Ｖｓ≦Ｖｓ３であるときは、ブラシレスＤＣモータ２ｂ（減速機２ａ）は、回転速度ＮがＮ２≦Ｎ≦Ｎ３であり、図７（ａ）に示すＴ−Ｎ特性では、点Ａ２（Ｎ２，Ｔ２）〜Ａ３（Ｎ３，Ｔ３）間の曲線上の点が示すＴ−Ｎ特性を取る。この区間では、進角制御信号Ｖａは、回転速度信号Ｖｓに応じた値Ｖａ＝Ｇ（Ｖｓ）、つまり、回転速度Ｎ（Ｎ２〜Ｎ３）に応じた値を取り、通電信号出力回路３０４は、ブラシレスＤＣモータ２ｂへの通電位相を回転速度Ｎに応じた位相分進める。
マイコン３０３は、回転速度信号Ｖｓ（Ｖｓ２≦Ｖｓ≦Ｖｓ３）が大きくなるに従って、通電位相の進角を大きくする進角制御信号Ｖａを出力する為のルックアップテーブルを内蔵している。 When the rotation speed signal Vs is Vs2 ≦ Vs ≦ Vs3, the brushless DC motor 2b (reduction gear 2a) has a rotation speed N of N2 ≦ N ≦ N3, and the TN characteristic shown in FIG. The TN characteristic indicated by the point on the curve between the points A2 (N2, T2) to A3 (N3, T3) is taken. In this section, the advance angle control signal Va takes a value Va = G (Vs) corresponding to the rotational speed signal Vs, that is, a value corresponding to the rotational speed N (N2 to N3). The energization phase to the brushless DC motor 2b is advanced by a phase corresponding to the rotational speed N.
The microcomputer 303 has a built-in lookup table for outputting an advance angle control signal Va that increases the advance angle of the energization phase as the rotational speed signal Vs (Vs2 ≦ Vs ≦ Vs3) increases.

回転速度信号ＶｓがＶｓ３＜Ｖｓ≦Ｖｓ４であるときは、通電位相が所定位相進められるので、点Ａ３〜Ａ４間の直線の傾きは、点Ａ０〜Ａ３間の傾きに比べて小さくなっている。その為、少量の紙が投入され、出力トルクが小さいときでも、充分な高回転速度を得ることができ、ユーザは、細断速度が遅いと感じることはない。
尚、点ＡＬ０（ＮＬ０，ＴＬ０））は、カッター１を駆動する為のみの最小出力トルク（ＴＬ０）を示す。 When the rotation speed signal Vs is Vs3 <Vs ≦ Vs4, the energization phase is advanced by a predetermined phase, so the slope of the straight line between the points A3 to A4 is smaller than the slope between the points A0 to A3. Therefore, even when a small amount of paper is loaded and the output torque is small, a sufficiently high rotation speed can be obtained, and the user does not feel that the shredding speed is slow.
The point AL0 (NL0, TL0)) indicates the minimum output torque (TL0) only for driving the cutter 1.

本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置の実施の形態が適用される細断機の構成例を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structural example of the shredder to which embodiment of the control method and control apparatus of the brushless DC motor of the shredder according to the present invention is applied. 図１に示す制御装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control apparatus shown in FIG. 図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control apparatus shown in FIG. 図１に示す制御装置の動作を示すタイミングチャートである。及び図５の特性図。It is a timing chart which shows operation | movement of the control apparatus shown in FIG. And the characteristic view of FIG. 図１に示す制御装置の動作を示す特性図である。It is a characteristic view which shows operation | movement of the control apparatus shown in FIG. 図１に示す制御装置の他の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the other operation | movement of the control apparatus shown in FIG. 図１に示す制御装置の動作を示す特性図である。It is a characteristic view which shows operation | movement of the control apparatus shown in FIG. 本発明に係る細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置を説明する為の特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the control method and control apparatus of the brushless DC motor of the shredder which concern on this invention. 従来の細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法及び制御装置を説明する為の特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the control method and control apparatus of the brushless DC motor of the conventional shredder. 細断機の構成を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of a shredder typically.

符号の説明Explanation of symbols

１カッター
２ａ減速機
２ｂブラシレスＤＣモータ
２ｃホールセンサ（ロータ位置検出器）
３制御装置
４紙検出器
６筐体
７投入部
３０３マイクロコンピュータ（マイコン）
３０４通電信号出力回路
３０５ＩＰＭ（Intelligent Power Module）
３０６Ｆ／Ｖ変換器 1 Cutter 2a Reducer 2b Brushless DC motor 2c Hall sensor (rotor position detector)
3 Control Device 4 Paper Detector 6 Case 7 Loading Port 303 Microcomputer
304 Energization signal output circuit 305 IPM (Intelligent Power Module)
306 F / V converter

Claims

紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法において、
ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出し、検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定し、所定速度以上であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分、進めることを特徴とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法。 In a control method of a brushless DC motor of a shredder that controls driving of a brushless DC motor used together with a speed reducer for increasing shredding force for driving a shredder that shreds paper,
The rotational speed of the brushless DC motor is detected, and it is determined whether or not the detected rotational speed is equal to or higher than a predetermined speed. When it is determined that the rotational speed is equal to or higher than the predetermined speed, the energization phase of the brushless DC motor is advanced by a predetermined phase. A control method for a brushless DC motor of a shredder characterized by the above.

紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法において、
ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出し、検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定し、所定速度以上であると判定したときは、前記回転速度に応じてブラシレスＤＣモータの通電位相を進めることを特徴とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御方法。 In a control method of a brushless DC motor of a shredder that controls driving of a brushless DC motor used together with a speed reducer for increasing shredding force for driving a shredder that shreds paper,
The rotational speed of the brushless DC motor is detected, it is determined whether or not the detected rotational speed is equal to or higher than a predetermined speed. When it is determined that the detected rotational speed is equal to or higher than the predetermined speed, the energization phase of the brushless DC motor is determined according to the rotational speed. The control method of the brushless DC motor of the shredder characterized by advancing.

紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置において、
ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段が検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定する手段と、該手段が所定速度以上であると判定したときは、ブラシレスＤＣモータの通電位相を所定位相分、進める手段とを備えることを特徴とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置。 In a control device for a brushless DC motor of a shredder that controls the drive of a brushless DC motor used together with a speed reducer for increasing shredding force for driving a shredder that shreds paper,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the brushless DC motor, means for determining whether the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or higher than a predetermined speed, and determination that the means is equal to or higher than a predetermined speed And a means for advancing the energization phase of the brushless DC motor by a predetermined phase when the brushless DC motor is controlled.

紙を細断する細断機の駆動に、細断力を増加させる為の減速機と共に使用されるブラシレスＤＣモータの駆動制御を行なう細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置において、
ブラシレスＤＣモータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、該回転速度検出手段が検出した回転速度が所定速度以上であるか否かを判定する手段と、該手段が所定速度以上であると判定したときは、前記回転速度に応じてブラシレスＤＣモータの通電位相を進める手段とを備えることを特徴とする細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置。 In a control device for a brushless DC motor of a shredder that controls the drive of a brushless DC motor used together with a speed reducer for increasing shredding force for driving a shredder that shreds paper,
Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the brushless DC motor, means for determining whether the rotation speed detected by the rotation speed detection means is equal to or higher than a predetermined speed, and determination that the means is equal to or higher than a predetermined speed And a means for advancing the energization phase of the brushless DC motor in accordance with the rotational speed.

前記回転速度検出手段は、ブラシレスＤＣモータのロータ位置検出器からの周期的信号を与えられ、与えられた周期的信号の周波数に応じた電圧信号を回転速度信号として出力する周波数／電圧変換器である請求項３又は４記載の細断機のブラシレスＤＣモータの制御装置。 The rotational speed detecting means is a frequency / voltage converter that is supplied with a periodic signal from a rotor position detector of a brushless DC motor and outputs a voltage signal corresponding to the frequency of the given periodic signal as a rotational speed signal. The control apparatus of the brushless DC motor of the shredder according to claim 3 or 4.